小麦品种抗旱性评价指标研究

以抗旱性不同的冬小麦品种为材料,在正常降雨年型的干旱处理（DT）和正常灌溉（CK）条件下,对于不同类型抗旱品种的产量形成能力、抗旱性评价指标以及相关抗旱生理参数进行了较全面的研究。结果表明,可采用抗旱指数（DRI）和产量降低指数（YDI）作为评价小麦品种抗旱性强弱的指标。供试品种成熟期单株干物重具有较大的差异,表现为随着品种抗旱性的增强而不断增加,表明干旱条件下单株干物重的大小与小麦品种的抗旱性具有密切联系。研究发现,单位面积穗数与产量降低指数的相关达到极显著水平,表明在干旱条件下单位面积具有较多的穗数形成能力,对于干旱条件下小麦获得相对较高的产量具有重要作用。旗叶全展、中期和生长后期的净光合速率（Pn）和脯氨酸含量均与抗旱指数和产量降低指数、叶绿素含量与产量降低指数分别呈显著或极显著相关,表明可用植株旗叶的Pn、叶绿素含量和脯氨酸含量作为评价小麦品种抗旱性强弱的参考生理指标。     

云南小麦(Triticum aestivum ssp yunnanense King)的抗旱性鉴定研究初报

云南小麦(Triticum aestivum ssp yunnanense King)产于云南省澜沧江、怒江下游,为云南省所特有,具有护颖坚硬、极难脱粒、穗轴受压力易折断等原始特性,又有耐瘠薄、抗旱、抗穗发芽、抗鸟害等多种优点.本文研究了云南小麦的苗期和成株期抗旱性.结果表明云南小麦的苗期抗旱性在不同品种间存在较大差异,但均不及云南普通小麦地方品种油榨地光头麦;而澜沧铁壳麦和永德铁壳麦的苗期抗旱性强于育成品种云麦42.云南小麦具有较强的成株期抗干旱能力,不同品种间差异不明显,其中云县铁壳麦超过油榨地光头麦,其它品种与育成品种云麦42接近.     

用GGE双标图及隶属函数综合分析山西小麦地方品种抗旱性

以7个山西小麦地方品种和2个对照品种为试材,测定了其在大田正常供水及水分胁迫条件下的形态和生理指标,并计算各指标性状抗旱系数;再利用GGE双标图在主成分分析的基础上,分析各指标性状间的相关性及其与品种抗旱性的关系;最后利用隶属函数与抗旱指数相结合的方法对小麦品种的抗旱性进行综合评价.结果表明:影响小麦品种抗旱性的主要形态及生理指标包括穗下节长、株高、节间长、叶面积、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、叶片相对含水量(RWC)和相对电导率;各单项抗旱指标间存在不同程度的相关性,各指标对不同品种抗旱性的影响不同,这是造成小麦品种抗旱性差异的主要原因.依据抗旱性可将参试品种划分为3类,即抗旱型、中间型和敏感型,从中选出两个高抗旱小麦地方品种白和尚头和竹杆青,其抗旱性与对照抗旱型品种晋麦47相似,可作为小麦抗旱育种的亲本材料.     

转GhDREB小麦株系‘G鲁麦23’抗旱性分析

以T6代转抗旱相关基因GhDREB小麦株系‘G鲁麦23’及其受体对照‘鲁麦23’为材料,通过PEG-6000人工模拟干旱胁迫处理观察小麦萌发期胚芽鞘长度、胚根数、胚根长度,采用大田不同水分处理试验研究其不同生育时期的生理生化、形态指标与抗旱指数,以明确转基因材料的抗旱性.结果表明:(1)在种子萌发期20%(W/V)PEG-6000干旱胁迫条件下,‘G鲁麦23’及其受体对照‘鲁麦23’的胚芽鞘长度、胚根长度和胚根数均比非胁迫时降低,且‘G鲁麦23’的降幅较小但均显著高于受体对照;(2)与对照鲁麦23相比,‘G鲁麦23’具有较高的叶片相对含水量和可溶性蛋白含量;(3)随干旱胁迫程度的增强‘G鲁麦23’与‘鲁麦23’株高均有不同程度的降低,但G鲁麦23株高始终高于‘鲁麦23’;在不浇水条件下,‘G鲁麦23’穗叶距显著长于‘鲁麦23’;而3种水分处理下‘G鲁麦23’与‘鲁麦23’穗长几乎没有变化;(4)‘G鲁麦23’在不浇水和浇1次水条件下分别比对照增产11.68%和9.05%,其抗旱指数为1.22,属较强抗旱等级,表现出比‘鲁麦23’更强的抗旱、节水性能.     

小麦抗旱种质资源的遗传多样性

在雨养和灌水条件下,田间栽培小麦抗旱材料。根据结实器官建成与物候期、生育期的对应关系,通过供试材料产量构成因素的旱、水表现,分析在各因素形成时期的抗旱性。分别以抗旱系数和抗旱指数作为评价抗旱性的指标,通过聚类分析供试材料的遗传多样性。结果发现有些材料表现为全生育期抗旱,而有些材料只在苗期、拔节期、开花期和灌浆期等一个或几个生育时期表现抗旱;有的材料表现为抗旱高产,但有的材料产量水平较低;同时还发现部分抗旱种质资源在灌水条件下有较大的增产潜力。     

糜子育成品种苗期抗旱性评价与鉴定指标筛选

在年降雨量不足40 mm的敦煌市,对我国不同地区育成的56份糜子品种,采用反复干旱法进行了苗期抗旱性鉴定,利用反复干旱存活率和抗旱性综合评价值D的聚类结果筛选出一级抗旱品种4份,分别是陇糜5号、吉3、蒙粳糜1号和蒙粳糜7号;配对t测验显示:反复干旱胁迫后糜子苗高、植株含水量、单株叶面积、生物学产量分别降低了16.097 cm、0.393 g/株、10.358 cm2/株、0.075 g/株,差异达到了极显著水平,而根长、相对生长率反向增加了0.555 cm、3.213%;主成分分析中,植株含水量、生物学产量、单株叶面积3个指标在第1主成分中起决定作用(系数均≥0.881),且与两种抗旱评价参数值相关性均达到了极显著水平,因此,确定植株含水量、生物学产量、单株叶面积作为糜子苗期抗旱性鉴定1级指标。     

利用生物超弱发光鉴定抗旱性的小麦品种初探

早期L.Coli(1954)等人探测了许多植物自身发出的超弱发光,随后又发表了许多这方面的研究。近年来生物超弱发光作为一种重要研究手段在植物学领域展示了广阔的应用前景。其依据是植物在代谢活动中,任何生成或消耗利用ATP、NAD(H_2)、NADP(H_2)和FMNH_2的反应均可导致一部分代谢能以光子形式释放出来。因此,可将生物超弱发光值作为植物体内物质代谢和能量转化活动的一项指标。     

谷子全生育期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

作物全生育期抗旱性对发掘和利用抗旱品种和抗旱基因至关重要,但谷子全生育期抗旱鉴定至今未有报道,抗旱鉴定缺乏鉴定指标。本试验在干旱池模拟干旱条件下,对苗期抗旱性表现不同的谷子品种进行了全生育期抗旱性研究,调查分析了根干重等形态和生理性状在干旱胁迫条件下的变化;采用相关和灰色关联度等方法,分析这些指标与抗旱性(DRI)的关系。结果表明,相对根冠比、相对单穗粒重和灌浆期光合速率、蒸腾速率同抗旱性表现极显著相关,可以作为谷子全生育期抗旱性鉴定的指标;而相对根干重、相对单穗重、相对株高和气孔导度则可以作为谷子全生育期抗旱性鉴定的参考指标;在供试的品种中,红根谷和大齐头白表现了良好的综合抗旱性。本文还讨论了抗旱性的复杂性以及不同性状对干旱胁迫的反应,所建立的指标对谷子全生育期抗旱鉴定具有指导意义。     

薏苡种质资源萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选

干旱是影响薏苡生产的主要因素之一,鉴定薏苡种质资源的抗旱性,筛选抗旱指标,培育抗旱品种,对薏苡产业的发展具有重要意义。本研究首先以抗旱性不同的6份薏苡种质为材料,通过调查5个不同浓度的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫下的发芽率,确定了薏苡萌发期模拟干旱胁迫的最适PEG-6000水溶液渗透势为-0.1 MPa。然后以-0.1 MPa的PEG-6000水溶液模拟干旱胁迫,探讨50份薏苡种质发芽势、发芽率、萌发指数、芽长、芽粗、芽鲜重、芽干重、根长、根粗、根鲜重和根干重的变化,利用综合评价法对50份薏苡种质进行萌发期抗旱性鉴定及抗旱指标筛选。结果表明,干旱胁迫对薏苡萌发期各指标均有极显著影响。筛选出萌发期抗旱性强的薏苡种质分别为yy18-1、yy14-3和yy13-1,可为薏苡抗旱育种、抗旱机理及干旱调控缓解机制的研究提供基础材料。芽长、芽干重、根长、根鲜重和根干重可作为薏苡种质资源萌发期简单、直观的抗旱性评价指标。     

渗透胁迫对不同抗旱性小麦品种胚芽鞘生长的影响

20％PEG－6000作渗透介质,室内模拟干旱条件下,不同抗旱性小麦品种萌发期的胚芽鞘长度与品种的抗旱性基本一致。据此认为,低水势下穿鞘长度是冬小麦抗旱鉴定及抗旱个体选择的良好指标。     

冬小麦不同生育期最小冠层阻力的估算

作物最小冠层阻力是研究农田蒸发和作物缺水的一个重要参数。使用作物的冠层红外温度信息,将作物在充分灌溉情况下冠层温度与空气温度之差与空气的饱和水汽压差的经验关系同其理论解释相结合,通过实验数据,估算了在华北平原气候条件下的冬小麦（Triticum aestivum L.）的平均最小冠层阻力,为基于这种阻力的应用共基础,研究表明冬小麦最小冠层阻力随发育期而不同,并且抽穗前后差异明显,给出了冬小麦不同生育阶段的平均最小冠层阻力。     

脱水应答转录因子CBF1的克隆与转基因小麦的分子检测

根据已发表的小麦(T.aestivum)转录因子CBF1基因序列(GenBank Accession No.AF376136),设计引物从小麦品种‘京花1号’叶片中克隆出该基因,用拟南芥RD29B基因为启动子构建含CBF1基因的逆境诱导表达载体pBAC127F(6 967 bp),以‘99-92’、‘5-98’、‘104’和‘轮选987’等冬小麦品种(系)的幼穗和幼胚为材料,基因枪转化该表达载体。经筛选与植株再生,共获得14株转基因植株及其后代株系。这14个株系经PCR分析和点杂交检测,最终确认了5-98-40、5-98-41这2个株系为转基因株系,结果表明拟南芥RD29B启动子调控下的转录因子CBF1基因已稳定整合到转基因植株中。     

不同小麦品种氮效率和产量性状的研究

对29个冬小麦品种进行子粒产量和氮效率的研究,结果表明,在氮胁迫条件下,供试小麦品种的子粒产量具有明显差异。缺氮条件下子粒产量的聚类分析结果表明,供试品种可划分为氮高效、中效和低效三类,氮高效品种在其中所占比例较少。在缺氮条件（N-）下,不同氮效率品种成熟期植株全氮含量差异不大,植株氮素积累量、氮效率（NUE）、吸收效率（UPE）和利用效率（UTE）均以氮高效品种最高,中效品种次之,低效品种最低。缺氮条件下较强的氮索吸收和利用能力是氮高效小麦品种氮胁迫条件下高氮效率的主要原因。     

外源脱水应答转录因子DREB基因在转基因小麦中的诱导型表达与抗干旱生理效果研究

以冬小麦品种8901、5-98、99-92和104等品种的幼穗和幼胚为材料,用基因枪转化含逆境诱导转录因子DREB和bar基因的质粒pBAC128F（7024bp）。经筛选与植株再生,共获得70多个转基因小麦植株及其后代株系。转基因株系经PCR分析和RNA点杂交检测,结果表明外源转录因子DREB基因已稳定整合到转基因植株及其后代株系中,并且在部分后代株系中获得了表达。叶片脯氨酸含量测定表明,有16个转基因株系的脯氨酸含量与非转基因对照相比,增加相当显著,其中10个株系的脯氨酸含量在1100μg/g以上,比对照提高了2倍多。室内抗旱模拟实验表明,转基因株系停止浇水15d后,叶片仍然表现绿色,而对照叶片则失绿、枯干;复水10d后,转基因株系恢复活力,对照则死亡。研究表明,利用逆境诱导型启动子（rd29B）来增强外源DREB基因的表达,能显著改良小麦的抗旱性。     

低磷和干旱胁迫对小麦生长发育影响的研究初探

研究了低磷和干旱胁迫对小麦（Triticum aestivum L.）生长发育的影响。结果表明,低磷胁迫能显著降低小麦的分蘖数、叶片相对含水量和叶绿素含量,进而抑制小麦的生长发育,降低其生物产量和经济产量,不耐低磷品种中国春受影响的程度要大于耐低磷品种烟中144。在相同条件下,干旱能够强化磷胁迫效应,表现出明显的胁迫叠加现象。     

基于全基因组的河北省小麦品种遗传多样性分析

丰富的遗传变异对于提高作物的环境适应性和遗传改良进度至关重要。小麦是重要的粮食作物,河北省作为我国第三大小麦产区,在保障国家粮食安全中占有重要地位。建国以来,河北省审定了大量小麦品种,然而有关其遗传基础的研究却相对缺乏。本研究以1949年至2012年的169份河北省小麦品种为材料,利用覆盖小麦全基因组的SSR标记分析了供试小麦品种的遗传多样性。结果表明,供试河北省小麦品种的3个染色体组中,以B染色体组具有最高的遗传多样性,A组最低;7个同源群中,以第5、4群具有最高的多样性水平,而第7群最低;在21条染色体上的遗传多样性变化较大,以4A、2D具有较高的多样性水平,1A染色体最低。从品种的更新换代角度看,自1949年以来,尽管品种的等位基因频率在下降,河北省小麦品种的多样性水平基本呈现上升趋势。在此基础上,根据遗传相似系数,供试品种可聚为5大类,聚类结果既反映出河北省小麦品种多样性水平的复杂多样,也反映出品种的地域性分布特征。     

不同年代小麦品种旗叶的光合特性及抗氧化酶活性研究

以不同时期在黄淮冬麦区推广并具有一定代表性的5个小麦品种碧蚂1号、丰产3号、小偃6号、小偃54和小偃81为材料,研究了品种更替过程中小麦旗叶的光合特性以及抗氧化酶活性的变化.结果表明,各小麦品种旗叶净光合速率均于开花后10 d左右达到最大值后下降,并在开花灌浆期有显著差异,且近期品种始终高于早期品种.随着灌浆进程推进,各小麦品种旗叶叶绿素含量、可溶性蛋白质含量、抗氧化酶活性呈现出与净光合速率基本一致的变化趋势(其中过氧化氢酶活性为下降趋势),而丙二醛含量持续升高,但近期小麦品种始终低于早期品种且差异达到极显著水平(P<0.01).研究发现,近期育成小麦品种的旗叶在生育后期具有相对较高的光合速率,可能与其叶绿素和可溶性蛋白含量下降速率较缓、抗氧化酶活性较高、膜脂过氧化程度较轻有关.     

渗透胁迫对小麦胚芽鞘内多胺的种类、形态和含量的影响

用高压液相色谱法研究了豫麦18（抗旱性较强）和扬麦9号（抗旱性较弱）小麦胚芽鞘中三种不同形态的多胺（polyamine,PA）：游离态多胺（PA）、高氯酸可溶性结合态多胺（ps结合态PA）和高氯酸不溶性结合态多胺（PIS结合态PA）与渗透胁迫的关系。结果发现：渗透胁迫2d,豫麦18胚芽鞘中的游离态Spd和游离态Spm的含量明显上升,而扬麦9号的游离态Put的上升明显。S-腺苷蛋氨酸脱羧酶（S—AMDC）的抑制剂——甲基乙二醛-双（鸟嘌呤腙）（MGBG）处理豫麦18,明显抑制了渗透胁迫诱导的游离态Spd和游离态Spm的增加,并且加重了渗透胁迫伤害,外源Spd处理扬麦9号明显促进了渗透胁迫诱导的游离态Spd和游离态Spm的增加,并且减缓了渗透胁迫的伤害。渗透胁迫下,豫麦18胚芽鞘中的PS结合态PA和PIS结合态PA的上升幅度都明显大于扬麦9号。菲咯啉（o—Phen）抑制渗透胁迫下PIS结合态PA的合成并加重了渗透胁迫对胚芽鞘的伤害。这些结果表明：小麦胚芽鞘中的游离态Spd、游离态Spm、PS结合态PA和PIS结合态PA的升高有利于增强渗透胁迫抗性。     

HRGP在小麦抗寒锻炼过程中的变化及其与抗寒性的关系

强抗寒小麦品种(R-025、中品94-19、品83-1、品83-2、品83-3、米罗诺夫808)经抗寒锻炼后,其幼苗体内的游离脯氨酸、细胞壁结合的羟脯氨酸和糖蛋白含量发生了明显的变化.游离脯氨酸含量比未经抗寒锻炼处理时增加5～32倍,细胞壁结合的羟脯氨酸含量比对照增加1.77～2.17倍,糖蛋白含量比对照增加4.68～9.72倍,而不抗寒小麦品种(中国春、冬103)增加量较小.脯氨酸积累进程各个品种间差异比较大,品83-1、品83-2积累较快,抗寒锻炼第21d时达到最高峰,而R-025在第56d达到最高峰.脯氨酸含量与小麦品种抗寒性相关不显著(相关系数为0.3462),而羟脯氨酸含量、糖蛋白含量与小麦品种抗寒性相关显著,相关系数分别为0.6491和0.7039.从小麦细胞壁纯化得到了2种伸展蛋白Extensm1和Ex-tensin2,其含量都和小麦品种抗寒性呈正相关.Extensin1是分子量为28kD、羟脯氨酸为主要成份(32mo1%)的富含羟脯氨酸糖蛋白.